High‐Power and Ultrastable Aqueous Calcium‐Ion Batteries Enabled by Small Organic Molecular Crystal Anodes

材料科学 阳极 普鲁士蓝 水溶液 电解质 阴极 插层(化学) 化学工程 无机化学 电极 电化学 有机化学 化学 物理化学 工程类
作者
Renjie Li,Jingya Yu,Feiyang Chen,Yaqiong Su,Kang Cheung Chan,Zheng Xu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (30) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/adfm.202214304
摘要

Abstract Calcium ion batteries (CIBs) are pursued as potentially low‐cost and safe alternatives to current Li‐ion batteries due to the high abundance of calcium element. However, the large and divalent nature of Ca 2+ leads to strong interaction with intercalation hosts, sluggish ion diffusion kinetics and low power output. Herein, a small molecular organic anode is reported, tetracarboxylic diimide (PTCDI), involving carbonyl enolization (CO↔CO − ) in aqueous electrolytes, which bypasses the diffusion difficulties in intercalation‐type electrodes and avoid capacity sacrifice for polymer organic electrodes, thus manifesting rapid and high Ca storage capacities. In an aqueous Ca‐ion cell, the PTCDI presents a reversible capacity of 112 mAh g −1 , a high‐capacity retention of 80% after 1000 cycles and a high‐power capability at 5 A g −1 , which rival the state‐of‐the‐art anode materials in CIBs. Experiments and simulations reveal that Ca ions are diffusing along the a axis tunnel to enolize carbonyl groups without being entrapped in the aromatic carbon layers. The feasibility of PTCDI anodes in practical CIBs is demonstrated by coupling with cost‐effective Prussian blue analogous cathodes and CaCl 2 aqueous electrolyte. The appreciable Ca storage performance of small molecular crystals will spur the development of green organic CIBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
bkagyin应助鲤鱼树叶采纳,获得10
2秒前
冷cool发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
5秒前
ooa4321完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Muller完成签到,获得积分10
7秒前
丘比特应助能能采纳,获得10
7秒前
liu发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
huangr123完成签到 ,获得积分10
9秒前
ZZZ发布了新的文献求助10
9秒前
小林完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
12秒前
彩色冥幽发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
14秒前
冷cool完成签到,获得积分10
14秒前
ycy完成签到 ,获得积分10
16秒前
上官若男应助皎皎入我心采纳,获得10
16秒前
16秒前
酸化土壤改良应助Dobby采纳,获得50
20秒前
stop here完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
Zoe发布了新的文献求助10
23秒前
25秒前
liyang999完成签到 ,获得积分10
25秒前
Lewis完成签到,获得积分0
26秒前
28秒前
infinite发布了新的文献求助10
28秒前
30秒前
幽默孤容发布了新的文献求助10
30秒前
BiuBiuBiu完成签到 ,获得积分10
30秒前
32秒前
35秒前
35秒前
xa发布了新的文献求助10
37秒前
赘婿应助今夜无人入眠采纳,获得10
38秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 800
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Wisdom, Gods and Literature Studies in Assyriology in Honour of W. G. Lambert 400
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2393320
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2097400
关于积分的说明 5285250
捐赠科研通 1825058
什么是DOI,文献DOI怎么找? 910086
版权声明 559943
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486329